Войти
В истории криптографии шифр решетки был техникой для шифрование открытого текста путем записи его на лист бумаги через перфорированный лист (бумаги или картона или аналогичного). Самое раннее известное описание относится к полимату Джироламо Кардано в 1550 году. Его предложение касалось прямоугольного трафарета, позволяющего писать отдельные буквы, слоги или слова., затем прочитайте его через различные отверстия. Записанные фрагменты открытого текста можно было бы фрагмаскировать, заполнив промежутки между анодными словами или буквами. Этот вариант также является примером стеганографии, как и многие шифры решетки.
Решетка кардана была изобретена как метод секретного письма. Слово криптография стало более привычным термином для секретных сообщений с середины 17 века. Раньше было распространено слово стеганография. Другим общим термином для секретного письма был шифр - также пишущий шифр. Существует современное различие между криптографией и стеганографией
Сэр Фрэнсис Бэкон три основных условия для шифрования. Перефразируя, это:
Трудно выполнить все три условия одновременно. Условие 3 относится к стеганографии. Бэкон имел в виду, что в некоторых случаях зашифрованное сообщение вообще не должно выглядеть шифром. Оригинальная решетка Cardan Grille достигла этой цели.
Варианты оригинала Cardano, однако, предназначались для выполнения условий 3 и, как правило, не удовлетворяли условию 2. Только немногие, если вообще-либо шифры, когда-либо достигли этого второго условия, так что обычно криптоаналитик радуется всякий раз, когда используются шифры решетки.
Шифр-решетка привлекает пользователей простотой использования (условие 1). Одним словом, все очень просто.
Не все шифры используются для общения с другими: записи и напоминания могут храниться в шифре для использования только автором. Решетка легко используется для защиты краткой информации, такое как ключевое слово или ключевой номер, при таком использовании.
Картонная решетка с восемью отверстиями для одной буквы. В этом примере решетка имеет восемь неправильных положений (в идеале случайным образом) отверстий, равных длине ключевого слова ТАНЖИРОВ. Решетка размещается на листе с сеткой (на практике не требуется), а буквы пишутся сверху вниз.
Сетка, заполненная случайными буквами ирами, окружающее вводимое слово, введенное с решетки. После удаления решетки сетка заполняется случайными буквами и цифрами. Можно надеяться, что только владелец решетки или копии может прочитать скрытые буквы или цифры - могут, например, быть ключом к полиалфавитному шифру, подобному тому, который предложен примерно в то же время Джамбаттиста делла Porta.
Решетка и решетка хранятся отдельно. Если есть только одна копия решетки и одна сетка, потеря любого результата является потерей обоих.
Очевидно, что в случае использования шифра решетки и отправитель, и получатель должен иметь идентичную копию копии решетки. Потеря решетки ведет к вероятной потере всей секретной корреспонденции, зашифрованной с помощью этой решетки. Либо сообщения невозможно прочитать (т.е. расшифровать), либо их может читать кто-то другой (с потерянной решеткой).
Было предложено другое использование такой решетки: это метод генерации псевдослучайных последовательностей из уже существующего текста. Этот взгляд был предложен в связи с рукописью Войнича. Это область криптографии, которую Дэвид Кан назвал загадкой и исследует работы доктора Джона Ди и шифрование , предположительно встроенных в произведения Шекспира, доказывающих, что Фрэнсис Бэкон написал их, которые Уильям Фридман исследовал и дискредитировал.
Елизаветинский шпион сэр Фрэнсис Уолсингем (1530–1590) Сообщается, что он использовал «решетку», чтобы скрыть буквы открытого текста при общении со своими агентами. Тем не менее, он обычно предпочитает комбинированный метод шифрования кода, известный как номенклатор, что было практическим последним достижением в его время. Решетка описывалась как устройство с обратимыми промежутками. Похоже, это был инструмент транспозиции, который производил что-то очень похоже на шифр Железнодорожный забор и напоминало шахматную доску.
Неизвестно, что Кардано использует этот вариант, но он был шахматистом, написавшим книгу об играх, поэтому была ему схема знакома. В то время как обычная решетка кардана имеет произвольную перфорацию.
Шифратор начинает с доски в неправильном положении для шахмат. Каждая последующая буква сообщения написана в одном квадрате. Если сообщение написано вертикально, оно снимается горизонтально и наоборот.
Решетка или шахматная доска. После заполнения 32 букв доска поворачивается на 90 градусов и записываются еще 32 буквы (обратите внимание, что переворот доски по горизонтали или вертикали эквивалентен). Более короткие сообщения заполняются пустыми буквами (т. Е. заполнение ). Сообщения одного более 64 букв требуют еще поворота доски и еще одного листа бумаги. Если открытый текст слишком короткий, каждый квадрат должен быть полностью заполнен нулями.
J M T H D L I S I Y P S L U I A O W A E T I E E N W A P D E N E N E L G O N A I T E E F N K E R L O N D D N T E N R X
Этот метод транспонирования безопасности создает и не удовлетворительным образом, кроме того, для чего-либо.
33, 5, 41, 13, 49, 21, 57, 29, 1, 37, 9, 45, 17, 53, 25, 61, 34, 6, 42, 14, 50, 22, 58, 30, 2, 38, 10, 46, 18, 54, 26, 62, 35, 7, 43, 15, 51, 23, 59, 31, 3, 39, 11, 47, 19, 55, 27, 63, 36, 8, 44, 16, 52, 24, 60, 32, 4, 40, 12, 48, 20, 56, 28, 64
Вторая транспозиция необходима, чтобы скрыть буквы. Следуя аналогии с шахматами, выбранный маршрут может быть ходом коня. Или может быть согласован какой-либо другой путь, например обратная спираль, вместе с определенным нулей для заполнения начала и конца сообщения.
Прямоугольные карданные решетки можно связать в четырех положениях. Решетка или шахматная доска имеет только две позиции, но она дала начало более сложной поворотной решетке с четырьмя позициями, которые можно поворачивать в двух направлениях.
Решетка Флейсснера размером 8x8 до прорезания отверстий. Барон Эдуард Флейсснер Востровиц, последняя австрийский полковник кавалерии, описал в 1880 году вариант шифра шахматной доски, и его решетки были приняты немецкой армией во время Первой мировой войны. Эти решетки часто в честь Флейсснера, хотя он взял свой материал в основном из немецкой работы, опубликованной в Тюбингене в 1809 году и написанной клубером, который приписал форму решетки Кардано, как и Кардано. Хелен Фуше Гейнс.
Бауэр отмечает, что решетки использовались в 18 веке, например, в 1745 году в администрации голландского города Вильгельм IV. Позже математик К. Ф. Гинденбург более систематически изучал токарные решетки в 1796 году. «[Их] часто называют решетками Флейсснера, не зная их исторического происхождения».
Одна форма решетки Fleissner (или Fleißner) имеет 16 перфорационных отверстий в сетке 8x8 - по 4 отверстия в каждом квадранте. Если квадраты в каждом квадранте пронумерованы от 1 до 16, все 16 числа должны быть только один раз. Это позволяет много вариантов размещения отверстий.
Решетка имеет четыре положения - север, восток, юг, запад. Каждая позиция 16 открывает из 64 квадратов. Шифровальщик помещает решетку на лист и записывает первые 16 букв сообщения. Затем, повернув решетку на 90 градусов, записываются вторые 16 и так до заполнения сетки.
Возможно изготовление решеток разных размеров; однако, если количество квадратов в одном квадранте нечетное, даже если общее - четное число, один квадрант или секция должны содержать дополнительную перфорацию. На иллюстрациях решетки Fleissner часто используется пример размера 6x6 для простоты помещения; количество отверстий в одном квадранте равно 9, поэтому три квадранта содержат 2 отверстия, один квадрант должен иметь 3. Стандартного отверстия в одном квадранте равно 9, поэтому триранта содержат 2 отверстия, один квадрант должен иметь 3. Стандартного отверстия нет: они используются в соответствии с с приведенным выше описанием с целью производства хороший микс.
Метод получил широкое признание, когда Жюль Верн использовал поворотную решетку в качестве сюжета в своем романе Матиас Сандорф, опубликованном в 1885 году. Верну пришла в голову идея в трактате Флейсснера Handbuch der Kryptographie, появившемся в 1881 году.
Одна из разновидностей решетки Флейсснера, которая может вращаться по или против часовой стрелки. Решетки Флейсснера были сконструированы в различных размерах во время Первой мировой войны и использовались Немецкая армия в конце 1916 года. Каждая решетка имела свое кодовое название: - 5x5 ANNA; 6X6 BERTA; 7X7 CLARA; 8X8 DORA; 9X9 EMIL; 10X10 FRANZ. Их безопасность была слабой, и они были отозваны через четыре месяца.
Другой порядок инструкций решетки заключен в вставке ключевого кода в начале зашифрованного текста: E = 5; F = 6 и так далее. Решетка также может вращаться в любом направлении. Очевидно, что метод работы - это договоренность между отправителем и получателем, и он может работать в соответствии с графиком.
В следующих примерах два зашифрованных текста содержат одно и то же сообщение. Они состоят из приведенной в качестве решетки, начиная с СЕВЕРНОГО положения, но одна из них формируется поворотом решетки по часовой стрелке, а другая - против часовой стрелки. Затем зашифрованным текст снимается с сеткой горизонтально линиями, но в равной степени его можно снять и вертикально.
ПО ЧАСОВОЙ СТРЕЛКЕ
ITIT ILOH GEHE TCDF LENS IIST FANB FSET EPES HENN URRE NEEN TRCG PRI ODCT SLOE
ANTICLOCKWISE
LEIT CIAH GTHE II TIDF LENS FONS URES NEDN EPRE HEEN TRTG PROI ONEC SLC
В 1925 Луиджи Сакко начал книгу по шифрам, которая включает писать размышления о коде Великой войны, Nozzioni di Crittografia. Он заметил, что метод Флейсснера может быть применен к дробному шифру, такому как Delastelle Bifid или Four-Square, со значительным повышением безопасности.
Шифры решетки также полезны для транспонирования китайских иероглифов; они избегают транскрипции слов в алфавитные или слоговые символы, используемые другими шифрами (например, шифры замены ).
После Первой мировой войны машинное шифрование сделало простые шифровальные устройства устаревшими, решетки-шифры вышли из употребления, за исключением любительских целей. Тем не менее, решетки предоставил исходные идеи для транспозиционных шифров, которые нашли отражение в современной криптографии.
Неразгаданный Шифр Д'Агапейева, поставленный перед Гарантом в 1939 году, содержит 14x14 диномов и может быть основан на идее Сакко о транспонировании дробного зашифрованного текста с помощью решетки.
Распределение решеток, пример сложных проблем обмена ключами, можно облегчить, взяв легко- Доступна сторонняя сетка в виде газетного кроссворда. Хотя это строго не решетчатый шифр, он напоминает шахматную доску со смещенными черными квадратами, и его можно использовать в стиле Кардана. Текст сообщениями можно писать горизонтально в белых квадратах и снимать вертикально, или наоборот.
Сетка кроссвордов, взятая из газеты 1941 года. CTATI ETTOL TTOEH RRHEI Mücke SSEEL AUDUE RITSC VISCH NREHE LEERD DTOHS ESDNN LEWAC Леонтьев OIIEA RRset LLPDR EIVYT ELTTD TOXEA E4TMI GIUCOONO EQUODE EQUODE E4TMI GIUCOONO EQUODE EQUODE, который разрушает метод NREHE GIUODE, как шифрующий метод E4TMI разрушает, как шифрующий метод Nodi GIUODE, с помощью такого же дроба, как этот метод наблюдения, шифрующий метод E4TMI GIUODE, шифрующий метод E4TMI GIUODE, показывает, как шифрующий метод E4TMI СIUODE, этот метод разрушает, как этот метод N
Кроссворды также являются возможными ключевыми словами. На сетке каждого размера есть слово для дня дня месяца, квадраты пронумерованы.
Оригинальный Cardano Grille был литературным для частных корреспондентов джентльменов. Любое подозрение на его может привести к скрытым сообщениям, которые сбивает криптоаналитика с толку. Буквы и числа в произвольной сетке могут иметь форму без содержания. Получение самой решетки - главная цель нападающего.
Но еще не все потеряно, если не удастся получить копию решетки. Поздние варианты решетки Cardano Более подробные проблемы, общие для всех шифрование транспонирования. Частотный анализ покажет нормальное распределение букв и предложит язык, на котором был написан открытый текст. Проблема, которую легко определить, хотя и труднее решить, состоит в том, чтобы идентифицировать шаблон транспонирования и расшифровать зашифрованный текст. Наличие нескольких сообщений, написанных с использованием одной и той же решетки, очень помогает.
Гейнс в своей стандартной работе по ручным шифрам и их криптоанализу пространный отчет о транспозиционных шифрах и посвятила главу поворотной решетке.
